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在机械臂运动控制中,通常遵循以下步骤: (1)路径规划:确定机械臂从起始点到目标点之间的最优路径。路径规划可以考虑环境中的障碍物,避免碰撞,并优化一些性能指标如运动时间、能耗等。路径规划的结果是一个离散的路径,由一系列路径点组成。 (2)轨迹规划:将路径规划得到的离散路径点进行插值,生成平滑的连续轨迹。轨迹规划通常考虑机械臂的动力学约束、运动平滑性和精确性等因素。插值算法可以是多项式插值、样条插值等,以保证机械臂在运动过程中的平滑性和连续性。 (3)运动学反解:根据轨迹规划得到的连续轨迹,进行运动学反解,求解机械路径规划和轨迹规划主要考虑运动的路径和平滑性,而运动学反解则是将目标点转化为关节角度,以实现机械臂的准确运动。这些步骤通常在机械臂控制系统中的规划和执行模块中进行。 因为不同的机械臂运动学反解的过程和结果不一样,针对本文使用的机械臂,进行D-H建模和运动学分析。 本文通过改进的D-H法建立Xarm机械臂连杆坐标系,然后进行正运动学分析,然后利用解析法进行逆运动学分析。 如果需要word版本的公式文件,可以私聊我
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2.2 机械臂运动学分析
在机械臂运动控制中,通常遵循以下步骤:
(1)路径规划(Path Planning):确定机械臂从起始点到目标点之间的最
优路径。路径规划可以考虑环境中的障碍物,避免碰撞,并优化一些性能指标如
运动时间、能耗等。路径规划的结果是一个离散的路径,由一系列路径点组成。
(2)轨迹规划(Trajectory Planning):将路径规划得到的离散路径点进
行插值,生成平滑的连续轨迹。轨迹规划通常考虑机械臂的动力学约束、运动平
滑性和精确性等因素。插值算法可以是多项式插值、样条插值等,以保证机械臂
在运动过程中的平滑性和连续性。
(3)运动学反解(Inverse Kinematics):根据轨迹规划得到的连续轨迹,
进行运动学反解,求解机械臂各个关节的运动角度。运动学反解是根据机械臂的
几何结构和运动学模型,通过数学方法计算出使得机械臂末端达到目标点的关节
角度。
可以实现机械臂从起始点到目标点的运动控制。路径规划和轨迹规划主要考
虑运动的路径和平滑性,而运动学反解则是将目标点转化为关节角度,以实现机
械臂的准确运动。这些步骤通常在机械臂控制系统中的规划和执行模块中进行。
因为不同的机械臂运动学反解的过程和结果不一样,针对本文使用的机械臂,
下面进行 D-H 建模和运动学分析。
采用改进的 D-H 法建立 Xarm 机械臂连杆坐标系,如图 2-2 所示。相邻连杆
之间的转换矩阵通过
、
、
以及
四个参数来表示,D-H 参数如表 2-1 所
示。
图 2-2 机械臂的改进 D-H 连杆坐标系
Figure 2-2 Improved D-H link coordinate system of manipulator
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anthony-36
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